node.js学习笔记：中间件

在 Node.js（尤其是 Express 框架）中，中间件（Middleware）是一个函数，它可以访问请求对象（req）、响应对象（res）以及应用程序的下一个中间件函数（next）。中间件的主要作用是：处理请求、修改请求/响应对象、终止请求-响应周期，或调用下一个中间件。

一、中间件的基本结构

一个标准的 Express 中间件函数包含 3 个参数：req（请求）、res（响应）、next（下一个中间件）。如果是错误处理中间件，则有 4 个参数：err、req、res、next。

基本格式：

// 普通中间件
const myMiddleware = (req, res, next) => {
  // 1. 处理逻辑（如日志、验证、修改req/res等）
  // 2. 调用 next() 交给下一个中间件；或用 res.send() 终止请求
  next(); // 必须调用，否则请求会被挂起
};

// 错误处理中间件（多一个 err 参数）
const errorMiddleware = (err, req, res, next) => {
  // 处理错误
  res.status(500).send('服务器错误：' + err.message);
};

二、编写和使用中间件的步骤

以 Express 为例，编写中间件并应用到项目中，通常分为 3 步：

1. 编写中间件函数

根据需求实现具体逻辑，例如：

示例 1：日志中间件（记录请求信息）

// 记录请求的方法、URL、时间
const loggerMiddleware = (req, res, next) => {
  const { method, url } = req;
  const time = new Date().toLocaleString();
  console.log(`[${time}] ${method} ${url}`);
  next(); // 交给下一个中间件
};

示例 2：参数验证中间件（检查请求参数）

// 验证 POST 请求的 body 中是否包含 username
const validateUserMiddleware = (req, res, next) => {
  if (!req.body.username) {
    // 参数错误，直接响应，终止请求
    return res.status(400).send('缺少 username 参数');
  }
  next(); // 参数正确，继续下一步
};

示例 3：异步中间件（处理异步操作）

// 模拟异步查询数据库，检查用户是否存在
const checkUserExists = async (req, res, next) => {
  try {
    const userId = req.params.id;
    // 模拟数据库查询
    const user = await db.findUser(userId); // 假设 db.findUser 是异步函数
    if (!user) {
      return res.status(404).send('用户不存在');
    }
    // 将查询结果挂载到 req 上，供后续中间件使用
    req.user = user;
    next();
  } catch (err) {
    // 异步错误需传递给错误处理中间件
    next(err); // 调用 next(err) 会触发错误处理中间件
  }
};

2. 注册中间件

通过 app.use() 或路由方法（如 app.get()）注册中间件，使其生效。

全局中间件（对所有请求生效）：

const express = require('express');
const app = express();

// 注册日志中间件（所有请求都会经过它）
app.use(loggerMiddleware);

// 解析 JSON 请求体的内置中间件（Express 自带）
app.use(express.json());

局部中间件（仅对特定路由生效）：

// 仅对 POST /user 生效的验证中间件
app.post('/user', validateUserMiddleware, (req, res) => {
  res.send(`创建用户：${req.body.username}`);
});

// 对 /user/:id 路由生效的异步中间件
app.get('/user/:id', checkUserExists, (req, res) => {
  // 使用 checkUserExists 中间件挂载的 req.user
  res.send(`用户信息：${JSON.stringify(req.user)}`);
});

多个中间件串联：

// 多个中间件按顺序执行
app.get(
  '/profile',
  authMiddleware, // 先验证登录
  checkRoleMiddleware, // 再检查权限
  (req, res) => { // 最后处理响应
    res.send('用户资料');
  }
);

3. 错误处理中间件

专门处理请求过程中产生的错误（同步/异步错误），必须定义 4 个参数（err, req, res, next），否则 Express 会将其视为普通中间件。

// 注册错误处理中间件（通常放在所有路由之后）
app.use((err, req, res, next) => {
  console.error('错误详情：', err.stack);
  // 区分错误类型，返回不同状态码
  if (err.type === 'validation') {
    return res.status(400).send(err.message);
  }
  // 未知错误返回 500
  res.status(500).send('服务器内部错误');
});

触发错误处理中间件：

• 同步错误：直接 throw new Error('错误信息')
• 异步错误：调用 next(err)（如示例 3 中的 next(err)）

三、中间件的核心特性

1. 执行顺序：按注册顺序执行，先注册的中间件先处理请求（类似流水线）。

   app.use((req, res, next) => {
     console.log('中间件 1');
     next();
   });
   app.use((req, res, next) => {
     console.log('中间件 2');
     next();
   });
   // 访问任何接口，会先打印 "中间件 1"，再打印 "中间件 2"
   

2. 终止请求：如果中间件中调用了 res.send()、res.json() 等响应方法，请求-响应周期会终止，后续中间件不再执行。

   app.use((req, res, next) => {
     res.send('终止请求');
     next(); // 这行代码不会生效，因为响应已发送
   });
   app.use((req, res, next) => {
     console.log('不会执行');
   });
   

3. 修改请求/响应对象：中间件可以给 req 或 res 添加属性/方法，供后续中间件或路由使用（如示例 3 中的 req.user）。

四、常见中间件类型

• 应用级中间件：通过 app.use() 注册，对所有路由生效。
• 路由级中间件：通过 router.use() 注册，仅对特定路由模块生效。
• 内置中间件：Express 自带的中间件，如 express.json()（解析 JSON 请求体）、express.static()（托管静态资源）。
• 第三方中间件：如 cors（处理跨域）、morgan（日志）、helmet（安全头），需通过 npm 安装后使用。

总结

编写中间件的核心是：

1. 定义一个接收 req, res, next（或 err, req, res, next）的函数。
2. 在函数中实现特定逻辑（日志、验证、异步操作等）。
3. 调用 next() 传递控制权，或用 res.send() 终止请求。
4. 通过 app.use() 或路由方法注册中间件，注意执行顺序。

中间件是 Express 的核心思想，掌握它可以灵活处理各种请求场景，提高代码复用性。